Será que a ausência de um planeta como Júpiter implica maciças cinturas de cometas?

 Já se tinha descoberto, noutro estudo realizado com material recolhido pelo Herschel, que o disco de pó que rodeia a estrela Fomalhaut se mantinha graças a uma vertiginosa taxa de colisões entre cometas.

Recentemente, confirmou-se que os sistemas planetários GJ581 e 61 Vir também albergam uma grande quantidade de resíduos de cometas.

O Herschel detetou pó frio, a uns -200°C, em tal quantidade que se pensa que estes sistemas poderiam ter pelo menos 10 vezes mais cometas que a Cintura de Kuiper, no nosso Sistema Solar.

A GJ 581, ou Gliese 581, é uma estrela anã de tipo M, o mais comum da Galáxia. Estudos anteriores revelaram que tem pelo menos quatro planetas, e um deles na ‘Zona Goldilocks’ – a distância à estrela central na qual poderia existir água líquida na superfície do planeta. Também se confirmou a presença de dois planetas na órbita da 61 Vir, uma estrela de tipo G um pouco menos massiva que o nosso Sol.

Os planetas descobertos nestes dois sistemas são da classe conhecida como ‘Súper Terras’, cobrindo um leque de massas entre 2 a 18 vezes a massa do nosso planeta.

Curiosamente, não se encontraram provas da existência de planetas do tamanho de Júpiter ou de Saturno em nenhum dos dois sistemas.  

Pensa-se que a interação gravitacional entre Júpiter e Saturno terá causado uma perturbação sobre a Cintura de Kuiper, densamente povoada no passado, que desencadeou um diluvio de cometas em direção aos planetas interiores, um cataclismo que durou vários milhões de anos.

“Estas novas observações dão-nos uma pista: no nosso Sistema Solar temos planetas gigantes e uma Cintura de Kuiper relativamente despovoada, mas os sistemas nos quais só há planetas pequenos costumam estar rodeados por cinturas de Kuiper muito mais densas”, explica Mark Wyatt, da Universidad de Cambridge, e autor principal do artigo em que se estuda o disco que rodeia a 61 Vir.

“Pensamos que a carência de um planeta do tamanho de Júpiter livrou estes sistemas de um bombardeamento dramático. No entanto, poderiam estar sujeitos a una chuva gradual de cometas, ativa ao longo de milhares de milhões de anos”.

“Para uma estrela antiga como a GJ 581, que tem pelo menos dois mil milhões de anos, já passou tempo suficiente para que esta chuva de cometas tenha levado uma quantidade de água considerável aos planetas interiores. Isto é especialmente importante no caso do planeta que se encontra na zona habitável da estrela”, acrescenta Jean-François Lestrade, do Observatório de Paris, coordenador do trabalho sobre a GJ 581.

No entanto, para gerar a imensa quantidade de pó detetada pelo Herschel, é necessário que se produzam colisões entre os cometas, que poderiam ser desencadeadas pela perturbação gravitacional de um planeta do tamanho de Neptuno nas imediações do disco.

“As simulações indicam que os planetas que conhecemos em cada um destes sistemas não seriam capazes de gerar tal perturbação. No entanto, um planeta similar situado muito mais longe da estrela – por sinal, para além do alcance das nossas observações – poderia mexer o disco, tornando-o empoeirado e por isso observável”, esclarece Lestrade.

“O Herschel está a descobrir uma correlação entre a presença de imensos discos de resíduos e os sistemas que carecem de planetas do tamanho de Júpiter, o que oferece uma nova pista para compreender a formação e a evolução dos sistemas planetários”, conclui Göran Pilbratt, Cientista do Projeto Herschel da ESA.

Notes for Editors

“Herschel imaging of 61 Vir: implications for the prevalence of debris in low-mass planetary systems,” by M. Wyatt et al., is published in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 424, 2012.

“A DEBRIS disk around the planet hosting M-star GJ 581 spatially resolved with Herschel,” by J.-F. Lestrade et al., is accepted for publication in Astronomy & Astrophysics.

The observations were carried out as part of the DEBRIS (Disc Emission via a Bias-free Reconnaissance in the Infrared/Submillimetre) key project for Herschel, using both PACS and SPIRE instruments. DEBRIS is an international collaboration with researchers from Canada, the USA, the UK, Spain, Germany, France, Switzerland and Chile.
 
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Mark Wyatt
University of Cambridge, UK
Email: wyatt@ast.cam.ac.uk

Jean-Francois Lestrade
Observatoire de Paris, France
Email: jean-francois.lestrade@obspm.fr

Göran Pilbratt
ESA Herschel Project Scientist
Tel: +31 71 565 3621
Email: gpilbratt@rssd.esa.int